[科普中國]-駕駛艙

航空駕駛艙發(fā)展史

1912年，英國制造商阿弗羅推出一款F型試驗(yàn)機(jī)，成為世界上第一架擁有全封閉式客艙設(shè)計(jì)的飛機(jī)。2然而直至1920年代初期，部分客機(jī)還在采用駕駛艙開放，座艙封閉的設(shè)計(jì)。當(dāng)時的軍用雙翼飛機(jī)、單引擎飛機(jī)、攻擊機(jī)普遍采用了開放式的駕駛艙，這種設(shè)計(jì)一直延續(xù)到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，而當(dāng)時封閉式駕駛艙已經(jīng)非常普遍。3

最大的障礙有封閉的小屋是窗戶都被制成的材料。此前有機(jī)玻璃變得可用在1933年，窗戶要么安全玻璃，它是沉重的，或硝酸纖維素（即：硝化纖維素），從而迅速發(fā)黃，是非常易燃。在20年代中期，許多飛機(jī)制造商開始使用封閉式座艙的第一次。封閉座艙飛機(jī)的早期包括1924年福克f.vii，1926年德國容克34Wˉˉ運(yùn)輸，1926年福特Trimotor，1927年洛克希德·維加，在圣路易斯的精神，并且在由道格拉斯和波音公司生產(chǎn)的客機(jī)30年代中期。開放式駕駛艙的飛機(jī)是由50年代中期幾乎絕跡，培訓(xùn)飛機(jī)，作物噴粉機(jī)和外自制飛機(jī)設(shè)計(jì)。

駕駛艙窗口可以配備有一個遮陽罩。大多數(shù)駕駛艙有當(dāng)飛機(jī)在地面上可以打開的窗戶。幾乎在大型飛機(jī)所有玻璃窗具有抗反射涂層，和一個內(nèi)部加熱元件融化冰。較小的飛機(jī)可以配備有一個透明的飛機(jī)篷。

在大多數(shù)駕駛艙飛行員的控制桿或操縱桿位于中心（中心棒），雖然在一些軍事飛機(jī)快的側(cè)桿位于右側(cè)。在某些商用飛機(jī)（即：空中客車，那里設(shè)有玻璃座艙概念）兩名飛行員使用側(cè)桿位于外側(cè)，所以在左側(cè)，第一軍官的右側(cè)座位隊(duì)長的側(cè)桿。

除了一些直升機(jī)，所述右座椅在駕駛艙飛機(jī)是由所使用的座椅副駕駛。該船長或飛行員的命令坐在左邊的座位，這樣他就可以與他進(jìn)行操作油門和其他底座儀器的右手。這一傳統(tǒng)一直保持到今天，與右側(cè)副駕駛。4

駕駛艙的布局，尤其是在軍事快速噴氣式飛機(jī)，經(jīng)歷了標(biāo)準(zhǔn)化，無論是在和飛機(jī)制造商的不同，甚至不同的國家之間。其中最重要的發(fā)展是“六個基本”的模式，后來的“基本款T”，由從1937年起開發(fā)的英國皇家空軍，旨在優(yōu)化試驗(yàn)儀器掃描。

航空駕駛艙工業(yè)技術(shù)座艙設(shè)計(jì)應(yīng)用的學(xué)科在美國，聯(lián)邦航空管理局（FAA）和美國國家航空和航天局（NASA）已經(jīng)研究座艙設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)方面，并進(jìn)行了航空業(yè)事故調(diào)查。座艙設(shè)計(jì)學(xué)科包括認(rèn)知科學(xué)，神經(jīng)科學(xué)，人機(jī)交互，人因工程，人體測量學(xué)和人體工程學(xué)。

布局和功能顯示控件人體工程學(xué)和人為因素的擔(dān)憂是現(xiàn)代駕駛艙的設(shè)計(jì)很重要。駕駛艙的布局和功能顯示控件旨在提高飛行員態(tài)勢感知能力，而不會造成信息過載。在過去，許多駕駛艙，尤其是在戰(zhàn)斗機(jī)，限制了可以融入他們的飛行員的大小?，F(xiàn)在，駕駛艙被設(shè)計(jì)從第一容納百分位女性的物理尺寸和第99百分位男性的尺寸。

在軍用飛機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì)，與駕駛艙有關(guān)的傳統(tǒng)“旋鈕和轉(zhuǎn)盤”主要是不存在的。儀表板，現(xiàn)在幾乎全部通過電子顯示屏，其本身往往重新配置，以節(jié)省空間所取代。雖然一些硬接線專用交換機(jī)必須仍然被用于完整性和安全性的原因，許多傳統(tǒng)的控制由多功能重新配置的控制或所謂的“軟鍵”所取代。控制都合并到駕駛桿和油門桿，以使飛行員保持抬頭，眼睛出位置-即所謂的手在油門和棒或HOTAS的概念，。這些控件可再進(jìn)一步新的控制媒體，如當(dāng)頭一指點(diǎn)增強(qiáng)頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，或直接語音輸入（DVI）。在聽覺顯示器的新進(jìn)展，甚至允許直接語音輸出的飛機(jī)狀態(tài)信息和預(yù)警的空間定位聲音，以提高飛機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控。

控制面板在現(xiàn)代客機(jī)的控制面板的布局已經(jīng)成為整個行業(yè)在很大程度上統(tǒng)一。大多數(shù)系統(tǒng)相關(guān)的控制（例如電，燃料，液壓和加壓）例如，通常位于在開銷面板在天花板上。無線電設(shè)備一般放置稱為基座飛行員的座位之間的面板上。如自動飛行控制的自動駕駛儀通常被置于正下方擋風(fēng)玻璃上的遮光板在主儀表板的上方。在駕駛艙設(shè)計(jì)中的一個核心概念是設(shè)計(jì)眼位置或“DEP”，從哪個角度都顯示應(yīng)該可見。5

全數(shù)字化“玻璃座艙”飛機(jī)的設(shè)計(jì)都采用了全數(shù)字化的“玻璃座艙”。在這樣的設(shè)計(jì)中，儀器儀表，包括導(dǎo)航地圖顯示，使用公知的作為用戶接口的標(biāo)記語言的ARINC 661，該標(biāo)準(zhǔn)定義了一個獨(dú)立的座艙顯示系統(tǒng)中，一般由同一制造商生產(chǎn)的，并且所述航空電子設(shè)備和用戶應(yīng)用程序之間的接口它需要支持，由顯示器和控制器，通常由不同的制造商生產(chǎn)的手段。和駕駛它的應(yīng)用程序的整體顯示系統(tǒng)之間的分離，使得相當(dāng)多的專業(yè)化和獨(dú)立性。

航空飛機(jī)儀表為飛行人員提供有關(guān)飛行器及其分系統(tǒng)信息的設(shè)備。飛行器儀表與各種控制器一起形成人-機(jī)接口，使飛行人員能按飛行計(jì)劃操縱飛行器。儀表提供的信息既是飛行人員操縱飛行器的依據(jù)，同時又反映出飛行器被操縱的結(jié)果。

現(xiàn)代飛機(jī)駕駛艙通常使用電子化的飛行儀表，一般包括：模式控制面板、主飛行顯示器、導(dǎo)航顯示、發(fā)動機(jī)指示和機(jī)組警告系統(tǒng)/電子中央飛機(jī)監(jiān)控、飛行管理系統(tǒng)和各類備用儀表。

模式控制面板（MCP）

指示自動駕駛裝置進(jìn)行路線、高度、上升下降率和速度等的設(shè)備。像是自動駕駛中，若接獲航管人員通知改路線和高度等時，就由這個面板來設(shè)定。

主飛行顯示器（PFD）

在主飛行顯示器通常位于突出位置，無論是中央還是在駕駛員座艙兩側(cè)。它在大多數(shù)情況下包括的姿態(tài)指示器，空氣速度和高度指示器（通常作為磁帶顯示器）的數(shù)字化表示和垂直速度指示器。它會在許多情況下，包括某種形式的航向指示器和ILS / VOR偏差指標(biāo)。在許多情況下，在嚙合和武裝自動飛行系統(tǒng)的模式的指示符將與某種形式的高度，速度，垂直速度和航向的選擇的值的指示一起存在。這可能是飛行員選擇與ND交換。

導(dǎo)航顯示（ND）

導(dǎo)航顯示器，其可以是相鄰的PFD，顯示了下一個航點(diǎn)，當(dāng)前風(fēng)速和風(fēng)向的當(dāng)前路線和信息。這可能是飛行員選擇與PFD交換。

多功能顯示器（MFD）

它們提供了可視區(qū)域，可用于飛行信息集成，發(fā)動機(jī)監(jiān)控，飛行參數(shù)配置，氣壓和環(huán)境控制。這些顯示器也能進(jìn)行智能瀏覽。它能顯示 3D的地形可視圖，提供了飛行員只能在晴朗的天氣才有的視野。它可以輕松的查找飛行和天氣數(shù)據(jù)，圖表，飛機(jī)系統(tǒng)信息，航程計(jì)劃功能。6

發(fā)動機(jī)指示和機(jī)組警告（EICAS/ECAM）

發(fā)動機(jī)指示和機(jī)組告警系統(tǒng)（用于波音）或電子中央飛機(jī)監(jiān)控（空中客車公司）將允許飛行員監(jiān)視以下信息：值N1，N2和N3，燃油溫度，燃油流量，電氣系統(tǒng)，駕駛艙或艙內(nèi)的溫度和壓力，控制面等。飛行員可以通過按下按鈕來選擇信息顯示。

飛行管理系統(tǒng)（FMS）

飛行管理系統(tǒng)/控制單元可以通過試點(diǎn)用于輸入和檢查以下信息：飛行計(jì)劃，速度控制，導(dǎo)航控制，等等。

備用儀表在駕駛艙的不太突出的部分，在其他儀器的故障的情況下，將有一個電池供電的集成備用儀器系統(tǒng)用磁羅盤沿，表示諸如速度，高度，態(tài)度和航向必不可少的航班信息。

航空客機(jī)類型出行時乘坐的客機(jī)，機(jī)型主要分為兩類——波音系列和空客系列。飛機(jī)的起飛降落，各種姿態(tài)飛行，都是由飛行員在駕駛艙進(jìn)行操作。

空客系列A300系列

1972年10月空中客車300B1原型機(jī)首飛，1974年5月交付使用，是第一架只需兩位飛行員駕駛的寬體飛機(jī)。采用的數(shù)位式駕駛艙，使用電子信號，取代以往由鋼索操作的控制面。該機(jī)型目前已停產(chǎn)。

A310系列

1982年4月3日首架原型機(jī)首飛，1983年3月29日開始交付使用。1983年底開始試驗(yàn)在翼尖加裝翼梢小翼減少機(jī)翼阻力，從1986年5月開始交付的A310-200都裝有翼梢小翼。A310是第一架采用電子飛行儀表與駕駛艙中央電子飛行監(jiān)視器的客機(jī)。

A320系列

A320系列包括A318、A319、A320及A321四種客機(jī)，這4種客機(jī)有相同的駕駛艙布局。A320于1988推出，是第一款使用數(shù)字電傳操縱飛行控制系統(tǒng)，第一款使用側(cè)置操縱桿（簡稱側(cè)桿）代替?zhèn)鹘y(tǒng)駕駛盤和駕駛桿的民航客機(jī)。

A330系列

A330是空客于1986年宣布研制的，主要是用作取代同廠的空中客車A300。駕駛艙為雙人駕駛制，是由A320先進(jìn)駕駛艙發(fā)展而來，采用側(cè)桿操縱，主儀表板上有6個彩色多功能顯示器，所有性能數(shù)據(jù)均為數(shù)字化顯示。除了裝有飛行管理系統(tǒng)和電子飛行儀表系統(tǒng)外，還增加了飛機(jī)重心管理系統(tǒng)。

A340系列

A340采用了許多現(xiàn)代化技術(shù)，如電傳操縱和多功能座艙顯示裝置（和A330基本相同），由于采用先進(jìn)機(jī)翼、高效率發(fā)動機(jī)及大量的復(fù)合材料，減輕了飛機(jī)的重量，飛機(jī)每座公里油耗和每座直接使用成本都有較大下降。（該機(jī)型已停產(chǎn)）。

A380系列

555座的空中客車A380是迄今為止建造的最先進(jìn)、最寬敞和最高效的飛機(jī)，定于2006年投入運(yùn)營。2000年推出的這款飛機(jī)被空中客車公司視為21世紀(jì)的“旗艦”產(chǎn)品。其“奢華”、高科技含量的駕駛艙讓人難忘。

A350系列

頂級駕駛艙，采用了A380飛機(jī)的創(chuàng)新技術(shù)和全部新功能，并包含了最先進(jìn)的駕駛艙技術(shù)。該駕駛艙采用的最新技術(shù)以及改進(jìn)的人體工程學(xué)性能提高了駕駛艙的互動性，增加了安全性，提高了效率，并降低了飛行員的工作量，同時保持了與空中客車公司電傳操縱系列飛機(jī)的通用性。7

波音系列波音737系列

波音737系列飛機(jī)是美國波音公司生產(chǎn)的一種中短程雙發(fā)噴氣式客機(jī)。波音737自投產(chǎn)以來四十余年銷路長久不衰，波音737成為民航歷史上最成功的窄體民航客機(jī)系列。被稱為世界航空史上最成功的民航客機(jī)。根據(jù)項(xiàng)目啟動時間和技術(shù)先進(jìn)程度分為傳統(tǒng)型737和新一代737。傳統(tǒng)型737包括737-100/-200；737-300/-400/-500，新一代737包括737-600/-700/-800/-900。目前，波音737-800為主流機(jī)型，

波音747系列

截至2013年3月，波音747共生產(chǎn)了1464架，另外還有64架訂單尚未交付，波音747最新型號是747-8，已在2011年正式投入服務(wù)。最常見的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型為波音747-400，全貨機(jī)，安裝了新型電子儀表設(shè)備，只需兩位飛行員駕駛，數(shù)字化駕駛艙配備了六臺大型CRT顯示屏取代了傳統(tǒng)的儀表盤。

波音757系列

波音757-200型是波音757系列的主要型號，在生產(chǎn)的波音757中占大多數(shù)。波音757-200型1982年1月13日出廠，同年2月19日首飛，1982年12月22日，首架波音757-200交付用戶。首先使用2人操控的駕駛艙，最先采用電子飛行儀表。

波音767系列

波音767采用了全新的機(jī)體，同時是波音民航機(jī)中首次采用兩人駕駛制的寬體飛機(jī)。波音767在設(shè)計(jì)過程中，盡量保持與同期研制的波音757有更多的共同性，兩者的駕駛艙設(shè)計(jì)基本相同。

波音777系列

波音777采用雙人制駕駛艙。駕駛艙采用了新技術(shù)的平面液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)字駕駛艙技術(shù)，采用5個LCD顯示器取代傳統(tǒng)的指針式儀表，保留了駕駛盤而沒有采用（空中客車已經(jīng)采用的）側(cè)向操縱桿。

波音787系列

“夢想客機(jī)”787駕駛艙裝配了一整套導(dǎo)航與通信無線電設(shè)備及航空電子設(shè)備，與其它波音機(jī)型保持了通用性。787駕駛艙裝備的是熟悉的波音操縱系統(tǒng)、顯示器與程序。雙平視顯示器（HUD）、非常大型的多功能平板顯示器、雙電子飛行包以及一個電子檢查表，都是標(biāo)準(zhǔn)配置。

波音各系列飛機(jī)駕駛艙在許多地方各有各的不同，比如各面板上的儀表、顯示器、按鈕等，排列無序。但是都有傳統(tǒng)的推拉操縱桿，中控臺和油門桿也都基本保持一致，采用的是傳統(tǒng)的機(jī)械液壓傳動?？湛透飨盗酗w機(jī)駕駛艙的相通性非常高，布局整齊有序，駕駛艙空間較大，在操縱桿、油門桿等方面完全的統(tǒng)一，電傳操縱應(yīng)用成熟。8

航天駕駛艙定義是個完全受到防護(hù)的區(qū)域，將人員完全包藏在內(nèi)，受到鈦、陶磁物組合的外殼所保護(hù)，并以電磁排斥系統(tǒng)來除去多余的輻射。

技術(shù)前沿駕駛艙利用了最新的技術(shù)來作星航圖導(dǎo)航，能顯示太空船360度的視角，并有最先進(jìn)的碰撞偵測與預(yù)防感測器。然而，艙中的至寶是具有人工智慧的先進(jìn)系統(tǒng)--CAM電腦系統(tǒng)，它是設(shè)計(jì)用來估算在人類未曾探索過的深太空航行時可能遭遇的潛在危險(xiǎn)。CAM系統(tǒng)通過持續(xù)監(jiān)視輻射場以及粒子位置，判斷出最佳的路徑來應(yīng)付潛在的威脅并在遇到緊急狀況時警告駕駛員。CAM系統(tǒng)也提供駕駛員的娛樂，它可以存取行星宴會廳中所有的資料庫，而且它也是銀河系上最先進(jìn)的的西洋棋電腦。